JP2984803B2

JP2984803B2 - 管継手

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Publication number: JP2984803B2
Application number: JP3298889A
Authority: JP
Inventors: 道雄山路; 裕司唐士; 努篠原; 兼嗣山本
Original assignee: KYOHARA MASAKO
Current assignee: KYOHARA MASAKO
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JPH05141575A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】管継手として、従来、図３に示すものや
図４に示すものが知られている。

【０００３】図３において、第１管状継手部材(1) の一
端面と第２管状継手部材(2) の一端面が円環状ガスケッ
ト(3) を挟んで突合わされ、第２継手部材(2) 側から第
１継手部材(1) にねじはめられた袋状のナット(4) によ
り第２継手部材(2) が第１継手部材(1) に固定されてい
る。そして、第２継手部材(2) 内に他端側から管(5)が
挿入され、溶接部(6) において第２継手部材(2) に固定
されている。

【０００４】図４において、管状継手部材(7) 内に一端
側から管(8) が挿入され、継手部材(7) の一端側から突
出した管(8) の周囲に２つの締付けスリーブ（フェルー
ル）(10)(11)がはめられており、管(8) 側から継手部材
(7) にねじはめられた袋状のナット(12)により、スリー
ブ(10)(11)が締付けられて、管(8) が継手部材(7) に固
定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図３の管継手の場合、
ナット(4) を緩めることにより、第１継手部材(1) と第
２継手部材(2) を軸線と直交する横方向にずらすことが
できるようになるので、分解、組立は容易であるが、溶
接が必要となる。

【０００６】図４の管継手の場合、溶接は不要である
が、管(8) が継手部材(7) に挿入されているので、管
(8) の他端部が別の継手部材に挿入されて外すことがで
きない場合には、ナット(12)を緩めても、管(8) と継手
部材(7) を軸方向にずらすことができず、したがって、
管(8) と継手部材(7) を横方向にずらすことができな
い。このため、スペースの狭い場所での配管、とくに２
つの管継手の間の管が直管で短いような場合は、分解、
組立が非常に困難である。

【０００７】一方、実開昭６０−７９０７２号および特
開平３−１９９７９５号公報には、管の一端部が拡管さ
れて外向きフランジ部が形成され、この管のフランジ部
の端面と管状継手部材の一端面とが円環状ガスケットを
挟んで突合わされ、筒状部の管状継手部材側の部分に外
向きフランジ部が形成されたスリーブが管の外周にはめ
られ、スリーブのフランジ部を包むようにスリーブの筒
状部の外周にはめられて管状継手部材にねじはめられた
袋状のナットによりスリーブおよび管が管状継手部材に
固定されている管継手が示されている。これらの管継手
によると、管の一端部が拡管されて外向きフランジ部が
形成され、管の外周にはめられたスリーブの管状継手側
の部分に外向きフランジ部が形成されているので、袋状
のナットにより、スリーブのフランジ部と管のフランジ
部を管状継手部材側に押して、管を管状継手部材に直接
連結することができ、管の一端部のフランジ部の端面と
管状継手部材の一端面とが円環状ガスケットを挟んで突
合わされているだけであるから、ナットを緩めると、管
状継手部材と管を横方向にずらすことができるようにな
るので、図３および図４の管継手の問題を解決し、溶接
が不要で、しかも分解、組立が容易なものが得られる。

【０００８】ところで、図３および図４に示す管継手
は、猛毒のガスを使用する半導体製造装置などに使用さ
れているものであるのに対して、実開昭６０−７９０７
２号および特開平３−１９９７９５号公報に示されてい
る管継手は、水道管、ガス管、油圧配管などに用いられ
るものであり、これらの管継手を半導体製造装置用の配
管にそのまま使用するには、締過ぎの防止およびシール
性の確保の点で十分でなかった。

【０００９】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
溶接が不要で、しかも分解、組立が容易であり、かつ、
締過ぎが防止され、シール性に優れた管継手を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明による管継手
は、管の一端部が拡管されて外向きフランジ部が形成さ
れ、この管のフランジ部の端面と管状継手部材の一端面
とが円環状ガスケットを挟んで突合わされ、筒状部の管
状継手部材側の部分に外向きフランジ部が形成されたス
リーブが管の外周にはめられ、スリーブのフランジ部を
包むようにスリーブの筒状部の外周にはめられて管状継
手部材にねじはめられた袋状のナットによりスリーブお
よび管が管状継手部材に固定されている管継手におい
て、スリーブのフランジ部とナットのフランジ部との間
にスラストリングが介在されるとともに、管状継手部材
の突き合わせ端面の外周寄りの部分に、管の突き合わせ
端面側に張出した締過ぎ防止用円筒部が形成されて、ガ
スケットはこの円筒部の内側にはめられており、ナット
が締付けられた状態では、圧縮されたガスケットの弾性
力とナットの締付け力が釣り合い、それよりナットが強
く締付けられると、管のフランジ部が継手部材の円筒部
に当たってそれ以上ナットを強く締付けることができな
いようになっていることを特徴とするものである。

【００１１】第２の発明による管継手は、管の一端部が
拡管されて外向きフランジ部が形成され、この管のフラ
ンジ部の端面と管状継手部材の一端面とが円環状ガスケ
ットを挟んで突合わされ、筒状部の管状継手部材側の部
分に外向きフランジ部が形成されたスリーブが管の外周
にはめられ、スリーブのフランジ部を包むようにスリー
ブの筒状部の外周にはめられて管状継手部材にねじはめ
られた袋状のナットによりスリーブおよび管が管状継手
部材に固定されている管継手において、ガスケットが、
板状の薄肉部およびこの内周縁部に形成された厚肉部よ
りなり、リテーナによって継手部材に保持されており、
ナットが締付けられた状態で、厚肉部が管のフランジ部
の端面の内周側の部分と継手部材の端面の内周側の部分
との間に圧接されて保持されるとともに、管のフランジ
部の端面の外周側の部分と薄肉部との間および薄肉部の
厚肉部寄りの部分と継手部材の端面のこれに対応する部
分との間にそれぞれ間隙が存在するように、ガスケット
が形成されていることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】第１の発明の管継手によると、スリーブのフラ
ンジ部とナットのフランジ部との間にスラストリングが
介在されているから、ナット締付け時にスリーブが共回
りすることがなく、ナットの締付け力がスリーブを介し
て確実にガスケットに伝えられ、ガスケットは、シール
性発揮に必要な適正変形量に至るまで圧縮される。そし
て、適正変形量を越えてガスケットを締め付けようとし
たときには、管の突き合わせ端面が締過ぎ防止用円筒部
に当接して、それ以上の締付けが防止される。

【００１３】第２の発明の管継手によると、ガスケット
がリテーナによって継手部材に保持されているから、ガ
スケットの厚肉部は、継手部材とスリーブとの間に径方
向にずれることなく保持され、ナットが締め付けられる
ことによりシール性発揮に必要な適正変形量に至るまで
圧縮される。そして、適正変形量を越えてガスケットを
締め付けようとしたときには、ガスケットの薄肉部が管
の突き合わせ端面とスリーブの突き合わせ端面との間に
介在し、それ以上の締付けが防止される。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。なお、以下の説明において、図面の左
右を左右とする。

【００１５】図１は、第１の発明の実施例を示してい
る。

【００１６】図１において、管状継手部材(20)の右端面
と管(21)の左端面が、円環状ガスケット(22)を挟んで突
合わされている。継手部材(20)、管(21)およびガスケッ
ト(22)の内径は、ほぼ等しい。継手部材(20)の右端面の
外周寄りの部分に右側に張出した締過ぎ防止用の円筒部
(23)が形成され、この円筒部(23)の内側にガスケット(2
2)がはめられている。ガスケット(22)は、たとえば、リ
ング状コイルばねが断面Ｃ形の金属リングで被覆された
ものであり、その外径は継手部材(20)の円筒部(23)の左
右方向の長さより少し大きい。継手部材(20)の右端寄り
の部分の外周には、おねじ(24)が形成されている。管(2
1)の外径は、継手部材(20)の円筒部(23)の内径より小さ
い。管(21)の左端部が拡管されて、外向きフランジ部(2
1a) が形成されている。フランジ部(21a) の外径は継手
部材(20)の円筒部(23)の内径より少し大きく、フランジ
部(21a) の左端面が、継手部材(20)の円筒部(23)よりわ
ずかに右側に出たガスケット(22)の右端に圧接させられ
ている。管(21)の外周に、スリーブ(25)が摺動および回
転ができるようにはめられている。スリーブ(25)は、筒
状部(25a) と、筒状部(25a) の左端部に一体に形成され
た外向きフランジ部(25b) とからなり、このフランジ部
(25b) の左端面が管(21)のフランジ部(20a)の右端面に
圧接させられている。スリーブ(25)のフランジ部(25b)
の外径は、継手部材(20)の右端部の外径とほぼ等しい。
スリーブ(25)の筒状部(25a) の外周に、たとえばスラス
ト玉軸受よりなるスラストリング(26)がはめられ、さら
にスラストリング(26)とスリーブ(25)のフランジ部(25
b) を包むように袋状のナット（ユニオンナット）(27)
がはめられている。ナット(27)の右端部には内向きフラ
ンジ部(27a) が一体に形成され、このフランジ部(27a)
がスラストリング(26)の右側のスリーブ(25)の筒状部(2
5a) の外周に摺動および回転ができるようにはめられて
いる。ナット(27)の左端側の内周にはめねじ(28)が形成
され、これが継手部材(20)のおねじ(24)にねじはめられ
て、スリーブ(25)と管(21)が継手部材(20)に固定されて
いる。

【００１７】上記第１発明の管継手は、次のようにして
組み立てられる。

【００１８】まず、スリーブ(25)の筒状部(25a) の外周
にスラストリング(26)とナット(27)をはめ、これらをフ
ランジ部(21a) を形成する前の管(21)の外周に左端部か
らはめる。そして、管(21)の左端部を拡管して、フラン
ジ部(21a) を形成する。左端部にフランジ部(21a) を形
成した管(21)に、右側からスリーブ(25)などをはめるよ
うにしてもよい。一方、継手部材(20)の円筒部(23)の内
側にガスケット(22)をはめ、このガスケット(22)に管(2
1)のフランジ部(21a) の左端面を突合わせる。そして、
ナット(27)のめねじ(28)を継手部材(20)のおねじ(24)に
ねじはめて、これを締付ける。ナット(27)のフランジ部
(27a) はスラストリング(26)の右端面に当たり、スラス
トリング(26)はスリーブ(25)のフランジ部(25b) の右端
面に当たり、スリーブ(25)のフランジ部(25b) は管(21)
のフランジ部(21a) の右端面に当たり、それぞれ左側に
移動することが阻止される。このため、ナット(27)を締
付けることにより、継手部材(20)と管(21)がガスケット
(22)を挟んで強固に連結される。このようにナット(27)
が締付けられた状態では、ガスケット(22)が左右方向に
圧縮され、その弾性力とナット(27)の締付け力が釣合っ
ている。ナット(27)を強く締付けると、管(21)のフラン
ジ部(21a) が継手部材(20)の円筒部(23)に当たり、それ
以上ナット(27)を締付けることができなくなる。そし
て、これにより、締過ぎによるガスケット(22)の破損が
防止される。

【００１９】また、ナット(27)を緩めて継手部材(20)か
ら切離し、スリーブ(25)および管(21)の右の方に移動す
ると、継手部材(20)と管(21)を横方向にずらすことがで
きるようになり、分解、組立が容易にできる。

【００２０】上記実施例では、ナット(27)を締付けると
きの回転を円滑にするために、ナット(30)とスリーブ(2
5)の間にスラストリング(26)が設けられており、これに
より、ナット締付け時にスリーブ(25)が共回りすること
がなく、ナット(27)の締付け力がスリーブ(25)を介して
確実にガスケット(22)に伝えられ、したがって、共回り
した時点で締付けを中止してしまうことによる締付け不
足の問題が生じることなく、ガスケット(22)は、シール
性発揮に必要な適正変形量に至るまで圧縮される。

【００２１】図５のグラフは、締過ぎ防止用円筒部(23)
を有する第１の発明の管継手と従来の管継手とを締付け
ていった際の締付け力の変化の様子を定性的に示すもの
である。ここで、従来の管継手は、例えば特開平３−１
９９７９５号公報に記載されているもので、管状継手部
材の突き合わせ端面に設けられた環状溝にＯリングが嵌
め入れられた管継手である。この従来の管継手の場合、
Ｏリング（本発明のガスケットに相当）と管のフランジ
部が接触することにより、Ｏリングが変形するが、これ
により発生する締付けに対する反力は、実質的にゼロで
あり、締付け力（締付けに対する手応え）は、継手部材
同士（管状継手部材とフランジ部付きの管）が直接接触
した時点から発生する。その後、締付け力は、締付け量
にほぼ比例して増加していく。適正な締付け力を得るに
は、トルクレンチのような締付け力が測定できる締付け
具で締付けるか、手締めにより両継手部材同士を直接接
触させた時点からの締付け量を例えばナット半回転とい
うように決めておいて決められた分だけ締付けるという
作業が行われる。これに対して、第１の発明の管継手に
よると、ガスケット(22)と管(21)のフランジ部(21a) が
接触することにより、ガスケット(22)が変形し、これに
より、締付け力が発生する。その後、締付け力は、締付
け量にほぼ比例して増加していく。そして、さらに締付
けていくと、継手部材同士（管状継手部材(20)とフラン
ジ部(21a) 付きの管(21)）が直接接触し、この時点で、
締付けトルクの傾きが変化する。

【００２２】第１の発明の管継手によると、理想的な締
付けは、管状継手部材(20)とフランジ部(21a) 付きの管
(21)とが直接接触する直前で得られるようになってい
る。しかしながら、管状継手部材(20)および管(21)には
寸法のばらつきがあり、また、管(21)にフランジ部(21
a) を形成する際にも、寸法のばらつきが発生するた
め、手締めによりガスケット(22)と管(21)のフランジ部
(21a) とを接触させた時点からの締付け量を例えばナッ
ト半回転というように決めておいて決められた分だけ締
付けるという作業を行ったとしても、理想的な締付けが
得られるとは限らない。そこで、第１の発明の管継手で
は、このような寸法等のばらつきによる問題を防ぐた
め、理想的な締付けからさらに締付けることが可能な構
造となっている。すなわち、理想的な締付けからさらに
締付けていくと、管状継手部材(20)とフランジ部(21a)
付きの管(21)とが直接接触し、締付け作業者が、締付け
に対する手応えの変化を感じることができるようになっ
ており、ここで締付け作業を停止すれば、適正な締付け
範囲内で締付けを終了することができる。これよりさら
に締付けるためには、非常に大きい力が必要であり、ま
た、そのような締付けを行っても、ガスケット(22)にか
かる力はそれほど増加しないから、ガスケット(22)が破
壊するというようなことはない。こうして、トルクレン
チのような締付け力が測定できる締付け具を使用せず
に、また、決められた分だけ締付けるという作業手順だ
けに頼らずに、適正な締付けを行うことができる。しか
も、第１の発明の管継手によると、ガスケット(22)だけ
が変形している間は、締付けトルクの傾きが小さいこと
から、締付けトルク（縦軸）の適正範囲に相当する締付
け量（横軸）の適性範囲が広く、締付け量がばらついた
時でも、適正締付け範囲に収まりやすいという利点も有
している。なお、管状継手部材(20)とフランジ部(21a)
付きの管(21)とが直接接触した際に、締付け作業者が締
付けに対する手応えの変化を感じるためには、ナット(2
7)締付け時にスリーブ(25)が共回りしないことが必要で
あるが、この共回りの防止は、スラストリング(26)の存
在により保証されている。

【００２３】図２は第２の発明の実施例を示しており、
第１の発明の実施例と同じ部分には同一の符号を付して
いる。

【００２４】第２の発明の実施例の場合、ガスケット(3
0)はリング状のリテーナ(31)によって継手部材(20)の右
端部に保持されている。継手部材(20)の右端面の外周部
には、右側にわずかに張出した環状張出し部(32)が形成
され、その外側にリテーナ(31)の左端部に形成された左
方張出し部(31a) がはめ止められている。ガスケット(3
0)は、板状の薄肉部(30a) の内周縁部に左右方向の厚み
が大きくなった厚肉部(30b) が形成されたものであり、
薄肉部(30a) が継手部材(20)の張出し部(32)の右端面と
リテーナ(31)の右端に形成された内方張出し部(31b) と
の間に挟まれて保持され、厚肉部(30b) の左端が継手部
材(20)の端面の内周側の部分に圧接させられている。そ
して、管(21)のフランジ部(21a) の左端面の内周側の部
分が、ガスケット(30)の厚肉部(30b) の右端に圧接させ
られている。また、管(21)のフランジ部(21a) の左端面
の外周側の部分とガスケット(30)の薄肉部(30a) の右端
面との間および薄肉部(30a) の左端面の厚肉部寄りの部
分と継手部材(20)の右端面のこれに対応する部分との間
にそれぞれ間隙が存在させられている。他は、第１の発
明の実施例の場合と同様である。

【００２５】第２発明の管継手は、次のようにして組み
立てられる。

【００２６】まず、スリーブ(25)の筒状部(25a) の外周
にスラストリング(26)とナット(27)をはめ、これらをフ
ランジ部(21a) を形成する前の管(21)の外周に左端部か
らはめる。そして、管(21)の左端部を拡管して、フラン
ジ部(21a) を形成する。左端部にフランジ部(21a) を形
成した管(21)に、右側からスリーブ(25)などをはめるよ
うにしてもよい。一方、ガスケット(30)をリテーナ(31)
を介して継手部材(20)に保持させる。これにより、ガス
ケット(30)の厚肉部(30b) は、継手部材(20)とスリーブ
(21)のフランジ部(21a) との間に、径方向にずれること
なく保持される。次いで、ガスケット(30)に管(21)のフ
ランジ部(21a) の左端面を突合わせる。そして、ナット
(27)のめねじ(28)を継手部材(20)のおねじ(24)にねじは
めて、これを締付ける。ナット(27)のフランジ部(27a)
はスラストリング(26)の右端面に当たり、スラストリン
グ(26)はスリーブ(25)のフランジ部(25b) の右端面に当
たり、スリーブ(25)のフランジ部(25b) は管(21)のフラ
ンジ部(21a) の右端面に当たり、それぞれ左側に移動す
ることが阻止される。このため、ナット(27)を締付ける
ことにより、継手部材(20)と管(21)がガスケット(30)の
厚肉部(30b) を挟んで強固に連結される。このようにナ
ット(27)が締付けられた状態では、シール性発揮に必要
な適正変形量に至るまでガスケット(30)が左右方向に圧
縮され、その弾性力とナット(27)の締付け力が釣合って
いる。ナット(27)を強く締付けると、管(21)のフランジ
部(21a) がガスケット(30)の薄肉部(30b) に当たり、ナ
ット(27)を締め付ける手応えが変化する。そして、これ
により、締過ぎによるガスケット(30)の厚肉部(30b) の
破損が防止される。また、ナット(27)を緩めて継手部材
(20)から切離し、スリーブ(25)および管(21)の右の方に
移動すると、継手部材(20)と管(21)を横方向にずらすこ
とができるようになり、分解、組立が容易にできる。

【００２７】なお、図５に示す第１の発明の締付け時の
グラフは、第２の発明の管継手を締付けていった場合に
も略対応している。すなわち、第２の発明の管継手を締
付けていくと、ガスケット(30)の厚肉部(30b) と管(21)
のフランジ部(21a) とが接触することにより、ガスケッ
ト(30)の厚肉部(30b) が変形し、これにより、締付け力
が発生し、その後、締付け力は、締付け量にほぼ比例し
て増加していく。そして、図２に示す適正締付け状態よ
りもさらに締付けていくと、ガスケット(30)の薄肉部(3
0a) が継手部材(20)および管(21)のフランジ部(21a) に
接触し、この時点で、締付けトルクの傾き（締付けに対
する手応え）が変化する。締付け作業者がこの変化を感
じて締付け作業を停止することにより、締過ぎが防止さ
れる。

【００２８】

【発明の効果】第１および第２の発明の管継手による
と、溶接が不要で、しかも分解、組立が容易であること
に加えて、ガスケットがシール性発揮に必要な適正変形
量に至るまで圧縮されてそれ以上の締付けが防止される
ので、締過ぎが防止され、かつ、シール性も確保され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施例を示す管継手の縦断面図で
ある。

【図２】第２の発明の実施例を示す管継手の縦断面図で
ある。

【図３】従来例を示す管継手の縦断面図である。

【図４】他の従来例を示す管継手の縦断面図である。

【図５】第１の発明の管継手と従来の管継手とを締付け
ていった際の締付け力の変化の様子を定性的に示すグラ
フである。

【符号の説明】

(20) 管状継手部材 (21) 管 (21a) フランジ部 (22) ガスケット (23) 締過ぎ防止用円筒部 (25) スリーブ (25a) 筒状部 (25b) フランジ部 (26) スラストリング (27) ナット (27a) フランジ部 (30) ガスケット (30a) 薄肉部 (30b) 厚肉部 (31) リテーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16L 19/03

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】管の一端部が拡管されて外向きフランジ部
が形成され、この管のフランジ部の端面と管状継手部材
の一端面とが円環状ガスケットを挟んで突合わされ、筒
状部の管状継手部材側の部分に外向きフランジ部が形成
されたスリーブが管の外周にはめられ、スリーブのフラ
ンジ部を包むようにスリーブの筒状部の外周にはめられ
て管状継手部材にねじはめられた袋状のナットによりス
リーブおよび管が管状継手部材に固定されている管継手
において、スリーブのフランジ部とナットのフランジ部
との間にスラストリングが介在されるとともに、管状継
手部材の突き合わせ端面の外周寄りの部分に、管の突き
合わせ端面側に張出した締過ぎ防止用円筒部が形成され
て、ガスケットはこの円筒部の内側にはめられており、
ナットが締付けられた状態では、圧縮されたガスケット
の弾性力とナットの締付け力が釣り合い、それよりナッ
トが強く締付けられると、管のフランジ部が継手部材の
円筒部に当たってそれ以上ナットを強く締付けることが
できないようになっていることを特徴とする管継手。
【請求項２】管の一端部が拡管されて外向きフランジ部
が形成され、この管のフランジ部の端面と管状継手部材
の一端面とが円環状ガスケットを挟んで突合わされ、筒
状部の管状継手部材側の部分に外向きフランジ部が形成
されたスリーブが管の外周にはめられ、スリーブのフラ
ンジ部を包むようにスリーブの筒状部の外周にはめられ
て管状継手部材にねじはめられた袋状のナットによりス
リーブおよび管が管状継手部材に固定されている管継手
において、ガスケットが、板状の薄肉部およびこの内周
縁部に形成された厚肉部よりなり、リテーナによって継
手部材に保持されており、ナットが締付けられた状態
で、厚肉部が管のフランジ部の端面の内周側の部分と継
手部材の端面の内周側の部分との間に圧接されて保持さ
れるとともに、管のフランジ部の端面の外周側の部分と
薄肉部との間および薄肉部の厚肉部寄りの部分と継手部
材の端面のこれに対応する部分との間にそれぞれ間隙が
存在するように、ガスケットが形成されていることを特
徴とする管継手。